新高考背景下化學教師TPACK的提升
——以“微課”為例

魯 瑤，吳一微，夏新泉

(湖北師范大學 化學化工學院，湖北 黃石 435002)

0 引言

2014年9月3日，國務院印發了《關于深化考試招生制度改革的實施意見》(以下簡稱《實施意見》)的指導文件，新一輪的高考改革是自恢復高考制度以來最為全面深入的一次，并已在上海、浙江省先一步實施，以便為其他省的改革提供經驗，《實施意見》指出高中課程不再分文理科，而是固定三門主要科目：語文、數學、英語，其余的六門科目：物理、化學、生物、政治、歷史、地理，按照學生的特長和興趣選擇三門作為自選高考科目，形成新型“3+3”模式。2018年湖北、重慶、湖南等17個省份相繼進入高考改革的大軍，湖北省2018年9月份的新一屆學生已迎來新一輪高考改革的巨輪[1]。

2019年4月湖北省根據現有高考模式和基礎教育水平、高等教育和學科專業布局等因素因地制宜地制定高考綜合改革實施方案，推出來“3+1+2”的模式。如圖1所示，該模式指全國統一高考的語文、數學、外語3門科，每科滿分150分，總分450分，各科以原始分數計入考生的總成績中。在學業水平考試中選擇性考試的科目中，考生須在物理、歷史2門首選科目中選擇1門以原始分數計入到考生總成績中，滿分100分；在政治、地理、化學以及生物這四門學科中再選擇2門科目按照等級計分計入到考生的總成績里，每科滿分100分[2]。學校將根據學生選擇科目的不同來安排固定班級教學，因此，“分科班制”給學校和教師帶來了教學及管理上的難題，為了解決這一難題，急需現代教育信息技術的支持，這也符合國家教育戰略需求。早在2010年，國家教育部頒布的《國家中長期教育改革和發展綱要(2010～2020)》中對教育領域工作者提出了“加快教育信息化進程”的要求。教師是新高考改革的實施者和執行者，對改革的成效影響極其深遠，未來不僅要求他們具備堅實的專業知識，更需要他們在教學過程中熟練地運用現代信息技術。

整合技術的學科教學知識TPACK(Technological Pedagogical Content Knowledge)在2005年由美國學者Punya Mishra和Matthew J.Koehler首次提出[3]。TPACK是指根據具體的學科知識，在一定的教學背景下結合自身的教學知識運用信息手段融合在一起達成教學目標。基于我國目前對TPACK的研究表明，TPACK知識框架對于教育信息技術與學科的融合為提高教學效果、質量有著重要的價值[4]。化學學科特點決定了它是一門實驗探究為主的學科，利用現代教育信息技術整合化學專業知識尤為重要，例如：有些實驗是基礎教育階段學生無法完成或者存在一定危險，這就需要利用現代教育信息技術把實驗現象、過程和結果直觀呈現給學生，激發學生學習興趣并提高教學效果[5]。

圖1 湖北省“3+1+2”分科模式

基于以上考慮，本文研究目的是：在當前新高考改革模式下，調研了兩所湖北省重點高中生對6門學科的選修情況，以微課為例淺議化學教師提高自身的TPACK能力的迫切性及化學教師如何針對化學學科提高TPACK能力的措施及建議。

1 研究對象

選取兩所在湖北省知名的重點高中高二年級學生作為調查對象，兩所重點高中分別為湖北省黃石市黃石二中以及湖北省荊門市龍泉中學。

2 調查結果

各地市和各高中根據大學專業招錄人數比以及科目限制要求等，再依照《湖北省高考綜合改革實施方案》推出不同學科組合，每個高中會有不同的組合，所以組成了許多與化學學科相結合的組合。比較這兩所學校學科組合情況以及選科人數，綜合兩所學校選擇化學的人數對化學教師的TPACK能力的提升提出要求。首先調查了湖北省黃石市黃石二中，學科組合分為：物化生、物化地、物化政、物生地、史政地、史政化、史生化、史生政這八種組合，其中選擇化學的組合有五種，占全部組合的62.5%.黃石二中高二年級總人數為970人，選擇化學人數為750人，占比77.32%.其次調查了湖北省荊門市龍泉中學，學科組合為：物化生、物化政、物化地、物生政、物生地、史生政、史化生、史政地這八種組合，其中選擇化學的組合有4種，占比為50%.龍泉中學高二年級總人數為1323人，選擇化學人數為898人，占比67.88%.與新聞報道的已經實行新高考改革的上海市對科目選擇的調查大致一致，調查發現多數學生選擇了化學這門學科，出現這一現象的原因可能如下：1)有很多識記的符號、方程式，規律性強；2)化學覆蓋面廣，大學專業限制小，選擇余地大；3)化學學科特點決定了它是一門實驗現象明顯、操作性強以及創新性高的學科，容易激發學生的學習興趣和好奇心。因此對化學教師的需求將增多，同時對化學教師的教學水平也相應的提高要求，應對該情況的出現，提高自身的TPACK水平成為了化學教師首當其沖的任務。

3 新高考背景下化學教師TPACK提升的重要性

在“互聯網+”的時代，順應新高考改革的潮流，計算機輔助教學已經越來越深入地滲透進基礎教育，成為中學課堂不可缺少的教學手段，新高考改革下的“3+1+2”分科制教學、教學管理模式等尤其需要，比如：微課、課件制作、新型手持技術、實景課堂、慕課等。因此，中學化學教師提升他們的TPACK能力顯得尤為的重要。下面以微課為例闡釋化學教師在新高考改革下提升TPACK能力的重要性。

3.1 提高化學教師的微課制作能力使教學系統化

微課顧名思義是一種微型的課程，在許多文獻中可知對微課的定義有所不同，但廣義定義為微課是一個將主要內容濃縮在8～10min內的微型課程。

微課制作的過程中需要確定教學目標，確定教學目標的前提需要了解教學對象的知識水平，這樣才能針對性地制作好一個微課。如圖2以微課為中心的教與學模式所示，以翻轉課堂模式為基礎，課前微課可以使學生提前預習，并且可在微課中插入問題，對學生做一個前測，看學生在沒有上新課之前對知識的了解程度。課后微課可以使學生鞏固知識，同樣在微課中插入問題，以檢測學生對已學知識的掌握程度，起到反饋作用，這樣對化學教師以反思作用，進而改進自己的教學設計和微課設計。同時以對分課堂的模式使學生在課前搜集問題，課堂上提出問題進行討論，可在課堂中解決問題，為教師節約時間并提高了學習效率，增強了學生的參與性。

圖2 以微課為中心的教與學模式

3.2 微課中的實驗視頻使實驗教學可視化

化學學科是由前人通過實驗得出結論而形成的學科科學，而課本中有些實驗成功率較低，或者實驗危險性較大，不方便作為演示實驗進行課堂教學，則可以將實驗視頻植入在微課中方便學生觀看學習。同時可以在上實驗課之前讓學生觀看實驗教學微課，讓學生提前了解實驗所需要的藥品和實驗儀器，這樣使化學實驗課教學更井然有序，有條不紊。

例如：人教版化學課本必修二中有機化學第一章第一節的內容，甲烷與氯氣的取代反應這個實驗，按照課本上的實驗步驟會存在成功率低、耗費時間久、氯氣泄漏有毒等因素[6]。許多教師會因此放棄該演示實驗，這樣導致學生根本無法直觀體會到化學實驗的重要性也無法從實驗中感受到化學的魅力。在甲烷與氯氣的取代反應實驗中，實驗現象是該實驗的重難點，在甲烷與氯氣的取代反應中存在著同時進行的四種反應，這四種反應分別是：

圖3 氯氣與甲烷實驗反應過程圖

這四種反應是甲烷與氯氣在光照時才能發生的化學反應，且為連續反應。氯氣與甲烷實驗裝置如圖3所示，該實驗現象為：試管內氣體黃綠色逐漸變淺，試管中有少量白霧生成，試管內液面上升，水槽中會有固體析出。甲烷這一小節中有許多甲烷與氯氣實驗現象的題目，許多學生對于此類題目沒有判斷是因為他們不清楚實驗現象和過程，所以化學實驗對于學生而言是十分重要的。類似于這種實驗，如果教師無法做演示實驗，教師可以挑選實驗視頻剪輯到自己的小型微課中，在課堂上播放微課讓學生們都參與其中，可以即時地討論實驗注意事項以及實驗現象，這樣的集體合作和集體觀看微課更能促使學生們對化學學科產生濃厚的興趣。

3.3 微課中的動畫使概念教學情境化

化學一般是在分子、原子及離子這樣的微觀層面發生的反應變化，較為抽象。許多學生難以理解，如在學習離子反應和原電池的反應機理時，可以利用制作動畫微課使其宏觀可見，便于理解。用動畫的方式模擬離子與離子之間的反應和原電池正負極發生的電子偏移等，將類似這樣的動畫植入微課中，利于學生更好理解知識難點[7]，同時也增加了學生的學習興趣。

3.4 微課中的實景課堂使化學知識生活化

學生在學習化學知識的時候總覺得理論知識枯燥乏味，但若與生活實際相結合，學生們會得到強烈的知識反饋，更加直觀地利用所學知識在實際生產生活中。“實景課堂”可帶領著學生直接感受情境，融入真實的生產生活中，更主觀感受化學學科在生產生活中的地位以及作用。“實景課堂”是利用現代通訊技術使與學科相關的工廠、企業、景點等真實景觀和真實運作態勢實時傳輸給教師里的學生們，再將學生們的反饋實時傳輸給主講人，這樣構成了一個實時互動的一種微型課堂教學模式。這樣可以替代實地研學，解決掉距離遠以及時間、環境等實際問題，讓學生們不用浪費時間在路上就能清楚直觀地觀看到化學工廠的實際情況，并且解決了在實地無法使所有學生都能聽見主講人講述的問題。

例如：人教版化學必修一第四章無機化合物第四節氨，我們在課本中學習到的是合成氨的方程式，對于學生們而言只知道合成氨是氫氣與氮氣在高溫高壓下反應生成氨氣，可在實際應用上他們并不了解。所以利用實景課堂這一互聯網教學模式，可以帶領著學生們直觀感受化工廠中合成氨的工藝流程以及氨的用途，讓學生全方位和系統化的了解氨的知識點，這樣從視覺上以及生活生產上更能深入了解化學知識[8]。不僅僅是合成氨，水廠、酒廠、石化等很多工廠和企業，這些實體經濟產業都與化學學科有著緊密聯系，化學不僅僅是一門理論知識，更是推動我們社會發展不可或缺的科學。

4 新高考背景下化學教師TPACK提升的措施及建議

新高考改革的模式下基于TPACK理論，教師提高信息化教學是相當必要的，既方便教學又方便管理。首先要改變教師的傳統教學觀念，其次是加強微課制作的能力，再者學校應給予教師相應的支持，最后應設立專門的微課教學平臺供給學生和教師學習。這樣提高了教師自身的專業素養的同時又提高了教學的效率，對教師和學生而言都具有促進作用。

4.1 化學教師教學觀念的轉變

現中國還處于應試教育的大環境中，許多化學教師的教學觀念沒有改變。但是在新高考改革的形式下，化學教師的教學觀念必然要隨政策的改變而改變。不光是專業知識上要加強學習，更要在教學技能上得到提升，最后要利用現代信息技術將這些融合在微課教學中。所以化學教師要緊隨時代的步伐，將自己TPACK能力提升，為自身的職業發展奠定基礎。

4.2 強化微課制作能力

新高考改革后，信息技術應用更為普遍。微課涵蓋的網絡操作能力較多，如PPT的制作，視頻的剪輯，信息的搜集能力等,更能促使化學教師TK(即技術知識)的提升。在微課設計過程中，提前了解學生的知識水平，制定教學目標、教學模式以及設計對學生的評價等，提升了化學教師PK(即教學法知識)能力。微課是一個將知識點濃縮成短短10分鐘的視頻類微型課程，所以化學教師應對學科教學內容了如指掌，區分重難點，在微課中體現出新知識的重點部分，促使了化學教師CK(即學科知識)的提升。總體來說，學習制作微課的過程對化學教師的TPACK能力的提升是有決定性作用的，所以化學教師應加強對微課制作的學習。

4.3 設置學校微課教學平臺

學校網站可建立微課教學的角落，方便學生觀看微課視頻外，學生在課前觀看微課視頻中回答的問題，可通過平臺反饋給化學教師，這樣解決了走班制中存在的學生走班不統一且不在一個教室的情況，可通過網絡平臺匯總學生的問題，這樣教師在上課的時候更有針對性地對學生的問題進行解答和教學。

4.4 學校增設對教師微課學習的培訓

應對新高考改革，不僅是高考制度發生了變化，教師也應從教學手段上作出改變，學校應該起到引領教師的作用，為教師提供服務。可以邀請制作微課的專家來學校講座，為一線化學教師提供制作微課的思路和方法。并組織化學教師進行微課制作的教研活動，讓化學教師們在一起討論學習，集思廣益，共同針對中學生普遍認為較難的知識點進行教學研究以及微課制作，將同課異構的思想形成在小小微課中。

5 總結

“3+1+2”分科制是應對新高考改革的一種新的教學管理方式，為應對這一變革，提高教學時效，方便師生實時交流，對化學教師TPACK的提升提出更高要求。化學教師可以通過制作微課使自身TPACK得到提升，而針對微課制作，化學教師自身不斷革新微課教學方法，鞏固學科專業知識，同時少不了學校幫助和專家培訓，以及教師們互助。微課可使化學課程系統化；使化學實驗直觀化；使化學概念情境化，提高學生的學習效率和學習興趣。才能使化學教師的TPACK得到全面提升，對化學教師的職業發展具有良好的影響。